科研助推環(huán)境化學課程教學的實踐探索

科研助推環(huán)境化學課程教學的理論探究〔〕:

摘要：高校的任務是培養(yǎng)適應社會開展需求的創(chuàng)新性應用型人才，而人才培養(yǎng)質量的提升，需要科研與教學的交融。本文以應用化學專業(yè)環(huán)境化學課程教學為例，討論了科研與教學結合的重要性。一方面，科學研究成果走入課堂，可以更新優(yōu)化教學內容，進步學習興趣，增強學生對課程知識的理解，促進學生創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng)；另一方面，積極倡導學生參與科研工程或社會理論，可以加強對知識的應用才能。

關鍵詞：環(huán)境化學；教學；科研

本文引用格式：密叢叢，等.科研助推環(huán)境化學課程教學的理論探究[J].教育現代化,2022,6(78):33-34.

一引言

應用化學是一個理論性很強的專業(yè)，不僅要求學生能系統(tǒng)地掌握專業(yè)根底理論知識，更重要的是需要培養(yǎng)學生具有較強的創(chuàng)新思維和理論才能。環(huán)境化學是應用化學專業(yè)學生的一門重要的專業(yè)選修課程，該課程的目的是要求學生在掌握化學根本理論和根本知識的根底上，理解環(huán)境的化學演變及物質循環(huán)，掌握污染物特別是那些對人類生態(tài)系統(tǒng)帶來影響的化學物質在自然環(huán)境中進展轉化的規(guī)律，掌握污染物對環(huán)境各圈層的危害及所產生的環(huán)境效應，引導學生將所學各專業(yè)根底知識應用于解決系統(tǒng)性強、綜合性強的環(huán)境問題上來。這就要求學生不僅要能掌握環(huán)境化學相關的根本概念和根底理論，同時還要具備將根底理論知識與環(huán)境化學的前沿研究相結合的創(chuàng)新思維方式，具備分析、處理實際宏觀環(huán)境問題的才能【1】。

教學和科研作為高校的兩大職能，二者是相輔相成的，教學可以促進科研開展，科研可以提升教學質量。著名科學家錢偉長曾指出，"教學沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育";。學科的開展日新月異，作為教師除了要認真教授根底理論知識，還應該嚴密跟蹤最新的科學研究成果，并將其作為課堂教學的"源頭活水";，充實更新課堂內容，這不僅可以進步學生的課堂學習興趣，還可以為學生架起理論知識與實際應用之間的橋梁，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維方式與知識應用才能【2】。科研與教學的結合在環(huán)境化學的教學過程中尤為重要，環(huán)境化學是一門從生活理論中提煉出來的課程，需要在學習的過程中盡量將理論知識與實際環(huán)境問題聯(lián)絡起來，并增加學生參與科學研究或理論的時機，才可以有效培養(yǎng)學生分析和處理環(huán)境問題的才能。本文從環(huán)境化學的課堂教學理論著手，討論了將科研與教學結合的幾種方式，強調了科研在教學工作中的重要性。

二科研與教學結合的意義

〔一〕科研能豐富教學內容，增加學習興趣

應用化學專業(yè)的環(huán)境化學課程選用戴樹桂先生主編的?環(huán)境化學?為教材，內容主要包括大氣環(huán)境化學、水環(huán)境化學、土壤環(huán)境化學、典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉歸與效應和受污染環(huán)境的修復等。在課堂講授的過程中，可以采用案例式教學法，將科研中的前沿成果補充到教案中，這樣不僅可以加深學生對根底知識的理解，還可以做到與時俱進，使教學內容跟得上科技開展的步伐，激起學生的學習興趣，進步教學質量【3】。

例如，在第二章大氣環(huán)境化學中，講授溫室效應時，除了要將溫室效應產生的機理、溫室氣體的種類等講解明晰，針對溫室氣體的控制這一問題，可以引入中科院低碳轉化科學與工程重點實驗室發(fā)表在?自然-化學?雜志上的研究成果。CO2是最主要的溫室氣體，同時也是自然界中大量存在的一種碳資源，假設能將CO2轉化為有用的化學品或燃料，既可以解決大氣中CO2濃度增加所導致的環(huán)境問題，同時也可防止人們對化石燃料的過度依賴。1994年，諾貝爾化學獎得主、有機化學家GeorgeAndrewOlah教授提出了"人工碳循環(huán)";的概念，但由于二氧化碳分子的惰性，以往文獻報道中往往需要通過多個步驟、利用多個催化劑，才能實現從二氧化碳到汽油的轉變。上海高研院的孫予罕團隊采用氧化銦/分子篩雙功能催化劑，創(chuàng)造性地將CO2一步轉化得到液體燃料，并且通過調控催化劑體系分子篩的孔徑，還可以選擇性地將CO2直接轉化為液化石油氣甚至柴油【4】。

在講授第三章水環(huán)境化學時，引入了武漢大學袁荃團隊和加利福尼亞大學段鑲鋒團隊合作發(fā)表在?科學?雜志上的納米孔過濾薄膜領域的研究成果。該研究首次報道制備了一種機械性能優(yōu)異的大面積石墨烯納米篩/碳納米管復合薄膜材料，該材料孔徑尺寸約為0.6nm，可實現水分子與鹽離子和有機污染物的高效別離，推動了二維材料在實際別離應用中的開展【5】。當然，在課程的講授過程中也需要插入先進的測定方法，既可以擴大學生的知識面，也可以將學生學習的分析化學實驗、儀器分析實驗等課程內容聯(lián)絡起來，加深學生對課程體系的理解與掌握，進一步進步學生對知識的應用才能。

〔二〕科研能開闊學生視野，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

教學不僅是對知識的傳授，重點在于還要盡量做到"授之以漁";，而學生創(chuàng)新思維和才能的培養(yǎng)，更需要對前沿成果的追蹤。通過采用任務驅動的方法，以分組合作的方式，由學生根據授課內容選擇感興趣的主題，通過中國知網等學術網站查閱下載中文甚至是英文文獻資料，在組內成員共同閱讀文獻，對文獻進展分析后，制作成PPT課件，在課上向教師和同學進展講解。通過此種方式，使學生成為課堂的主角，可以進步學生學習的主動性與注意力，也能加深學生對課程知識的理解，從而提升教學質量。另外，正如牛頓所說："假設說我比別人看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩上。";通過對文獻的解讀，使學生理解該領域的研究歷史和進展，可以幫助學生開闊視野，拓寬思路。同時，利用文獻啟發(fā)學生考慮，學習其中的研究思路，也可為接下來的考研和畢業(yè)論文奠定一定的根底。

〔三〕科研能加強知識運用，進步理論才能

理論是對理論教學的補充，是培養(yǎng)學生知識應用才能的重要途徑。要想真正做到學以致用，教師除了講授根底知識，更要注重對學生創(chuàng)新才能和理論才能的培養(yǎng)【6】。除了實驗教學，大學生創(chuàng)新訓練工程和社會理論可作為課程教學的第二課堂。通過積極倡導學生參加創(chuàng)新理論活動，可以培養(yǎng)學生科學的思維方式，考察學生應用知識解決問題的才能，幫助其發(fā)現存在的缺乏，及時進展補漏。近年來，本課程教學團隊的各位教師在做好課堂教學工作的同時，指導學生獲得多項國家級、省級和校級大學生創(chuàng)新訓練工程，并利用暑期時間帶著學生參加社會理論活動。由學生確定課題，完成相應的研究工作并作為第一作者發(fā)表學術論文。理論教學活動的開展，將課堂教學與實際生活聯(lián)絡起來，培養(yǎng)了學生從日常生活中發(fā)現問題和解決問題的才能，促進了學生科研創(chuàng)新才能的進步，也激發(fā)了學生對課程學習的積極性和主動性。

三結論

根據應用化學專業(yè)人才的培養(yǎng)目的，環(huán)境化學課程教學不僅要求學生掌握根底理論知識，還要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維方式和創(chuàng)新才能，進步學生理論才能。通過教學與科研的多方位結合，使學生深化體會到學好環(huán)境化學知識的意義和重要性，激發(fā)學生學習的欲望，增強學生保護環(huán)境的責任感，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新才能的應用型專業(yè)人才打下根底。

參考文獻

【1】孫榮國.應用化學專業(yè)?環(huán)境化學?課程教學改革探究[J].廣州化工,2022,44(12):202-203.

【2】余志紅.教學與科研結合的力學課程的設計探究[J].科技視界,2022,6,171-172.

【3】劉夢竹,王永鵬,王鑫,等.從提升應用型人才培養(yǎng)質量談科研對教學的促進作用[J].吉林化工學院學報,2022,36(4):181-183.

【4】GaoP.,LiS.G.,BuX.N.,etal.DirectconversionofCO2intoliquidfuelswithhighselectivityoverabifunctionalcatalyst[J].NatureChemistry,2022,9:1019-1024.

【5】YangY.B.,YangX.D.,LiangL.,etal.Largeareagraphene-nanomesh/carbon-nanotubehybridmembranesforionicandmolecularnanofiltration[J].Science,2022,364(6445):1057-1062.

【6】劉葵